UNIVERSITAT DE BARCELONA U B for LifeLong Learning Institut de Formació Contínua Instituto de Formación Continua IL3Institute Universitat de Barcelona ANTONIO HERNÁNDEZ MARTÍNEZ 1. PANTALLA FLUOROSCÓPICA E INTENSIFICADOR DE IMAGEN La fluoroscopia permite visualizar imágenes en tiempo real de forma dinámica y a través de un monitor de TV, lo que confiere a la imagen otras perspectivas posibilitando la realización de exploraciones que a su vez conllevan manipulaciones de carácter terapéutico, como lo son las exploraciones intensivistas en el plano vascular DIVAS. INTRODUCCIÓN La estructura de las pantallas fluoroscópicas es similar a las de las pantallas de refuerzo contenidas en los chasis para película radiográfica estática en la que la imagen de radiación se convertirá en imagen visible. Las características de obtención de una imagen de escaso brillo obliga a un acondicionamiento especial de la sala de visualización para su máximo aprovechamiento evitando reflejos y distorsiones, además de exigir una previa adaptación del visualizador. ESTRUCTURA DE UNA PANTALLA FLUOROSCÓPICA Las pantallas fluoroscópicas constan de varias capas superpuestas, compuesta cada una de varios materiales con una misión concreta cada uno de ellos. Las diferentes capas son: Base. Capa reflectante. Capa de fósforo. Capa protectora. de esta edición: Fundació IL3-UB, 2010 DIAGNÓSTICO POR LA IMAGEN B-36512-2010 1
La base de la pantalla es de cartón o material plástico; se coloca encima una sustancia reflectante de óxido o carbonato de magnesio con la misión de reflejar la luz emitida por la capa fluorescente. La capa fluorescente está compuesta por una mezcla de cristales de sulfuro de zinc y cadmio junto con alguna sustancia activadora como el cobre que emite un espectro de color amarillo verdoso. La capa protectora se halla sobre la capa fluorescente y protege la pantalla de la humedad, laceraciones y de la luz tanto diurna como artificial ya que cuando ésta actúa mucho tiempo puede alterar el efecto de emisión fluoroscópico. Por último, se coloca una estructura de cristal plomado con un espesor de 2,5 mm de Pb con tensiones de hasta 150 Kv que permite atenuar la radiación emitida. RENDIMIENTO LUMINOSO DE LAS PANTALLAS FLUOROSCÓPICAS El ojo humano es sensible a este color amarillo verdoso ya que en la retina existen dos tipos de receptores luminosos: conos y bastones. En la actualidad las pantallas fluoroscópicas antiguas se han sustituido por los intensificadores de imagen. EL INTENSIFICADOR DE IMAGEN: FUNCIÓN Y DISEÑO El fin primordial del intensificador de imagen es la transformación de la imagen de radiación en imagen luminosa con suficiente intensidad de brillo para poder ser vista sin necesidad de adaptación visual previa por parte del observador. El brillo del intensificador de imagen es de 1.000 a 10.000 veces superior al de las pantallas fluoroscópicas. El intensificador de imágenes consiste en una ampolla de vidrio en la que se ha hecho el vacío, ubicándose sus componentes en el interior del mismo. Las partes de que consta son: Pantalla fluorescente en un extremo por donde entra el haz de radiación denominada también fósforo de entrada o pantalla primaria. El fósforo de salida o pantalla secundaria se halla en el extremo opuesto. Electrodos de enfoque a base de lentes electrostáticas con la misión de dirigir y amplificar la señal de los electrones originados en el fósforo. El intensificador de imagen se hallará enfrentado al tubo de Rx absorbiendo los fotones del haz remanente de Rx, tras atravesar al paciente, que lleguen al fósforo de entrada y transformándolos en fotones luminosos. Una vez llegan los fotones luminosos al fósforo de salida, se convierten nuevamente en luminosos amplificándose su luminosidad. 2
Fósforo de entrada o fotocátodo Los materiales utilizados en la fabricación de intensificadores fueron cristales de sulfuro de zinc y cadmio activados con plata, ZnS CdS : Ag, siendo sustituidos más modernamente por yoduro de cesio, CsI. Lentes de focalización electrostática Consisten en una serie de electrodos con carga positiva situados en la superficie interna de la ampolla de vidrio del intensificador. Tienen por misión el enfoque del haz de electrones que, saliendo del fotocátodo, se dirige hacia el fósforo de salida, teniendo lugar, a lo largo de este proceso, una inversión de la imagen. Ánodo del intensificador Se halla situado en el cuello del tubo de intensificación cuya misión es la de acelerar los electrones producidos por el fotocátodo y lanzarlos hacia el fósforo de salida. Entre el fotocátodo y el ánodo de aceleración, hay una diferencia de potencial de unos 25 Kv con una considerable elevación en la aceleración. Fósforo de salida El material utilizado es el sulfuro de zinc y cadmio activado con plata. Se emplea cristales de tamaño muy reducido y de espesor muy fino de pantalla. Los electrones que lleguen a la capa secundaria se hallan con una fina capa metálica de aluminio cuya misión es prevenir la emisión fotónica inversa desde el ánodo hacia el fotocátodo. La ampolla de vidrio del intensificador se halla envuelta por una carcasa metálica y plomada que protege al manipulador y al paciente de la radiación dispersa generada en su interior. También se coloca un cristal plomado en la salida del fósforo secundario a fin de absorber la radiación que de éste puede surgir. FASES DEL PROCESO DE INTENSIFICACIÓN DE LA IMAGEN RADIOGRÁFICA Se trata de las siguientes: 1. El haz de Rx incide en el objeto, lo atraviesa y forma la imagen de radiación. 2. La imagen de radiación llega al fósforo de entrada en el que los fotones de Rx se transforman en fotones luminosos. Por acción del fotocátodo, los fotones luminosos se transforman en electrones, formándose la llamada imagen electrónica. 3
3. La diferencia de potencial entre el fotocátodo y el ánodo lanza los electrones hacia el fósforo de salida donde la imagen electrónica se transforma en imagen visible. El contraste de la imagen luminiscente provoca diferencias de densidad en los electrones debido a: La pantalla secundaria experimenta una mayor intensificación que la primaria por incremento de la energía cinética de los electrones. La concentración del haz electrónico que reduce su diámetro en la pantalla secundaria hace que la energía transferida sea mucho mayor. Calidad de la imagen intensificada Múltiples son los factores que influyen en la calidad de la imagen intensificada como pueden ser: Diseño y construcción del tubo de intensificación. Materiales utilizados como fósforos. Sistema de TV utilizado para hacer visible la imagen. Brillo de la imagen El factor de intensificación o ganancia de brillo relaciona la luminosidad del fósforo de entrada expresado en candelas por m 2, con la luminosidad del fósforo de salida. Si el fósforo de entrada tiene un valor de 1, el de salida puede tener valores entre 10.000 y 20.000 veces superiores. El factor de conversión relaciona el brillo obtenido con el fósforo de salida y los factores que influyen en el factor de conversión son: Calidad y cantidad de la radiación incidente. Emisión producida en el fotocátodo. Relación entre el área del fósforo de entrada y el de salida. La tensión aplicada entre el fotocátodo y el ánodo. La luminosidad obtenida en el fósforo de salida. Definición y contraste La borrosidad de la imagen en el intensificador de imagen es debida a la pantalla fluorescente del fósforo de entrada; es mayor el valor de la borrosidad intrínseca que el de la geométrica. El contraste de la imagen electrónica amplificada es siempre menor que el de la imagen fluorescente de la pantalla primaria. 4
La reducción del contraste se puede deber a: La dispersión de electrones en el recorrido de la primaria a la secundaria. La emisión inversa de luz desde la pantalla de salida. Resolución de la imagen Los intensificadores fabricados con sulfuro de zinc cadmio tienen una resolución entre 1 y 2 pl/mm con una resolución algo menor que en la pantalla fluoroscópica convencional, pero los más actuales fabricados con yoduro de cesio tienen una resolución de hasta 4 pl/mm con una mayor perceptibilidad de detalles debido al: Pequeño tamaño de los cristales utilizados. Grosor de la capa de fósforo más fina. SISTEMAS PARA HACER VISIBLE LA IMAGEN INTENSIFICADA La imagen intensificada se convierte en visual por medio de diferentes sistemas de grabación y registro permanente de las imágenes entre los que caben destacar: Visión directa de la imagen de la pantalla de salida por medio de lupa y espejos, hoy no utilizado. Visión de la imagen mediante una cámara de TV. Los sistemas de grabación de imágenes más utilizados son: Fotografías de pequeño formato entre 70 y 110 mm. Cinematografía con películas de 16 o 32 mm. Grabación en cinta magnética de vídeo (el más utilizado en la actualidad). Grabación en soportes informáticos, discos ópticos o sistemas digitales. Sistemas de televisión Para poder visualizar la imagen en un monitor de TV, es necesaria la existencia de un circuito cerrado de TV compuesto por: Cámara acoplada a la pantalla secundaria. Cadena de TV o unidad de control. Pantalla o monitor de TV. Las ventajas en la aplicación de este sistema son: No es necesario que el observador se halle en la sala de exploraciones. Las imágenes pueden ser observadas por varias personas a la vez. 5
Las imágenes pueden registrarse para ser analizadas posteriormente. La imagen puede ser manipulada; se puede: Invertir. Positivar. Negativizar. Ampliar. La digitalización de la imagen y los nuevos sistemas de pantallas planas permiten una mayor versatilidad y prestaciones en la manipulación de la imagen. Tipos de cámaras de TV Los tipos más utilizados son las cámaras con tubos: Vidicón. Plumbicón. Las cámaras con tubo vidicón consisten en un tubo con un cátodo y un ánodo en el que se ha practicado el vacío y envuelto por dos arrollamientos: Electromagnético para la focalización. Electrostático. El funcionamiento de estos tubos se basa en la conductividad de materiales como el selenio o el trisulfato de antimonio; es un inconveniente la lentitud en el proceso, lo que constituye una desventaja en las exploraciones con órganos en movimiento pudiendo producir una superposición de imágenes, lo se llama efecto de persistencia. Otras características de la utilización del sistema vidicón: El ruido cuántico también puede llegar a superponerse, lo cual sería incluso ventajoso. Los contrastes se reducen. Es más económico. Más sólido. Buenas imágenes de objetos fijos o con escaso movimiento. Utilización de cargas en los tubos relativamente bajas. La parte fundamental del sistema vidicón es el blanco que se halla compuesto de tres capas: Capa de cristal que mantiene el vacío en el tubo. Fina capa de grafito que actúa como conductor eléctrico. El blanco a base de trisulfuro de antimonio en suspensión sobre mica. 6
El cátodo situado en la parte opuesta al blanco se calienta por medio de una resistencia y actuará como un cañón emisor de electrones. Las bobinas de deflexión crean una alternancia de corriente horizontal y vertical con lo que los electrones irán de derecha a izquierda y de arriba a abajo recorriendo el blanco; se crea finalmente con ello la señal de vídeo. TRANSFORMACIÓN DE LA SEÑAL DE VÍDEO EN IMAGEN Una vez formada la señal de vídeo, ésta es amplificada y enviada a un monitor de TV en el cual se hallan contenidos: Tubo de imagen. Control de brillo. Control de contraste. El ánodo del monitor tiene una diferencia de potencial de unos 10.000 voltios a diferencia del ánodo del sistema vidicón que tiene 250 voltios. Una gran cantidad de fotones de luz que llegan a la pantalla fluorescente del monitor serán los encargados de formar la imagen visible. Dentro de los diferentes sistemas de monitores, el de líneas puede ser de 625 o 1.024 para las imágenes de alta definición. En el de 625 líneas, la imagen va de arriba a abajo durante 25 veces por segundo, rapidez imperceptible por el ojo humano que solo puede visualizar la imagen global, pero no las líneas que la forman. Cámaras con tubo plumbicón El sistema plumbicón se caracteriza por aprovechar parte de las propiedades del monóxido de plomo como elemento fotoconductor del blanco cuyas ventajas son: Un mayor contraste. Instantaneidad en la reconstrucción de la imagen. Es ideal por la falta de persistencia en la aplicación de exploraciones con movimientos de órganos o fluidos y en estudios dinámicos por medio de contrastes como lo son las exploraciones: Del tracto digestivo. Angiográficas Como desventajas, cabe destacar: Mayor ruido que en el sistema vidicón. Poco sensible. Alto costo. 7
Aparatos utilizados en angiografías Los estudios angiográficos se dirigen a las exploraciones circulatorias y cardíacas. Las mejoras técnicas de los últimos años han permitido que las técnicas desarrolladas con los dispositivos angiográficos conjunten no solo aspectos exploratorios sino también terapéuticos al combinar imagen y tratamiento en la resolución de diversas afecciones. Una instalación angiográfica se compone de las siguientes partes: Mesa con tablero móvil, que permite el desplazamiento del paciente. Combinación de tubo-intensificador de imágenes conectado a uno o varios televisores, conexión de vídeo o almacenaje digital. Sistema intercambiable de películas. Inyector automático de medios de contraste. Utillaje sanitario aplicable a las particularidades de cada técnica. 8